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Universidade Federal de Lavras – UFLA Gabriel Santos Braga Kevin Lucio Vitoriano Relatório Lei de Hooke Lavras 2015 1. Introdução A palavra Força possui uma definição intuitiva. Em Física, Força designa um agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo. Porém, falar de força parece ser muito abstrato, mas basta pensar em todas as tarefas diárias que realizamos para que possamos perceber que força é algo que está presente em nosso dia a dia. Por exemplo: quando empurramos ou puxamos um objeto dizemos que estamos fazendo força sobre ele. Existem vários tipos de força: força elétrica, força magnética, força gravitacional, força de atrito, força peso, força normal e outras como a força elástica, a qual provoca deformação em objetos como molas e cordas e é explicada pela Lei de Hooke. A Lei de Hooke consiste basicamente na consideração de uma mola ou corda que possui uma constante elástica que é respeitada até que a deformação do objeto em questão se torne permanente. A lei é dada pelo produto entre uma constante elástica e a deformação sofrida pela mola ou corda. 2. Materiais utilizados Balança de precisão Bico magnético Cilindros metálicos com gancho Mola Suporte universal com fixador metálico Régua de 1 metro Segue abaixo a imagem do kit Lei de Hooke: Figura 1 – Kit Lei de Hooke. 3. Objetivos Determinar a constante elástica da mola que foi utilizada no experimento. Aplicar o conceito de propagação de erro nos cálculos envolvidos para tornar os resultados mais próximos da realidade. 4. Procedimento experimental Primeiramente foi aferido três vezes o comprimento Xo da mola em repouso, pendurada no suporte, desse comprimento foi tirado uma média a fim de obter uma medida mais precisa, como visto na tabela 1. Em seguida foi aferido três vezes o peso P1 um cilindro metálico na balança de precisão, logo após foi adicionado na balança outro cilindro e foi verificado três vezes o peso P2 referente aos dois cilindros metálicos, em seguida foi adicionado um terceiro cilindro na balança e foi conferido três vezes o peso P3 referente aos três cilindros e por fim foi adicionado na balança um quarto cilindro e foi checado três vezes o peso P4 referente aos quatro cilindros. Das três medições de cada peso foram encontradas as médias aritméticas, novamente, de obter maior precisão, como visto na tabela 2. Posteriormente foram colocados os cilindros metálicos, na ordem da determinação da massa, pendurados na mola, que estava presa ao suporte universal com uma régua graduada. E com a força peso F atuando na mola em cada cilindro colocado, foi medida a deformação x a cada colocação. E com esses dados aferidos foi possível calcular a constante elástica K da mola, usando a fórmula da força elástica: definida pelo produto entre uma constante elástica e a deformação da mola. A força elástica no experimento foi igual ao peso dos cilindros colocados, portanto a constante elástica foi obtida pela razão entre a força e a deformação da mola. Já que foram obtidos quatro pesos e quatro deformações diferentes foram calculadas quatro constantes elásticas para a mesma mola a fim de encontrar um padrão, ou seja, uma precisão para a constante encontrada. Isto é visto na tabela 3. 5. Resultados e discussão Na tabela um pode ser observado o resultado das três medições feitas do comprimento inicial da mola e a média dessas medições. Já na tabela 2 podem ser observados os pesos dos cilindros e as suas médias. Por fim podem ser observados na tabela 3 os dados necessários para o cálculo das deformações. Tabela 1 – Medição e média do comprimento da mola. Fonte: Dados obtidos durante a aula no laboratório. Tabela 2 – Medição e média dos pesos dos cilindros. Fonte: Dados obtidos durante a aula no laboratório. Tabela 3 – Dados necessários para a obtenção das deformações. x (∆x = 0,1)m F (∆F = 0,005 )N K(∆ = 0,001)N/m P1 0,064 0,488 7,618 P2 0,128 0,979 7,65 P3 0,189 1,47 7,778 P4 0,252 1,961 7,782 Média 7,707 Fonte: Dados obtidos durante a aula no laboratório. Xo (∆Xo = 0,1)cm Medida 1 10,9 Medida 2 10,9 Medida 3 10,9 Média 10,9 P1 (∆p = 0,05)g P2 (∆p = 0,05)g P3 (∆p = 0,05)g P4 (∆p = 0,05)g Medida 1 49,87 100,14 150,33 200,53 Medida 2 49,86 100,12 150,32 200,53 Medida 3 49,86 100,13 150,32 200,54 Média 49,86 100,13 150,32 200,53 6. Analise e conclusão Diante do experimento nota-se que a mola utilizada obedece à lei de Hooke, já que destorce com pesos diferentes e assume deformações diferentes. Não foram observados erros muito palpáveis por parte do operador e foi obtida uma precisão relativamente alta com relação aos objetos de medição. Também foi possível perceber uma grande precisão e exatidão nas medidas, uma vez que estas não apresentaram uma variação muito evidente durante as varias medições. Em uma próxima experiência seria necessário uma maior numero de medições e instrumentos de medição mais precisos para se obter dados exatos e mais precisos.